炮管制造步骤详解：从优质钢到战场利器的蜕变

作为终极枪管武器，大炮在战场上随处可见。

枪管是怎样制作的，是很多军事迷特别感兴趣的。

要制造一门大炮，简单来说，有几个步骤：

取一块优质钢材，加热到可以锻造的状态——今天我们谈论的是这块钢材。 将其锻造成枪管形状，其尺寸将大于最终尺寸。 加工锻造的枪管钢，将中心加工到几乎正确的直径尺寸。 将硬化塞穿过中心以对枪管施加预应力。 将内管加工成正确的尺寸并添加膛线。 将外部尺寸加工成正确的尺寸。 添加后膛配件。 测试枪管以确保其符合标准

说详细点，早期的枪管不是用特殊钢材做成的，一战时期甚至二战时期的“取一块优质钢材”，意思就是取一块完整的、没有裂纹的钢坯，这个东西很多国家都能生产。

制造枪管没有必要使用电弧炉熔炼的特种钢，原因很简单：电弧炉的成本太高。

人类炼钢技术的发展其实相当缓慢。比如我们现在熟悉的往钢水中插入一根管子吹氧这一操作，是1948年瑞士发明的，真正形成生产规模是1960年。而在这之前的70多年里，我们只知道往钢炉里吹氧（顶吹法），氧气只能停留在钢水表面，却并不影响钢的质量——这主要是因为钢水中有搅拌装置，不断搅拌钢水。即使是早期的转炉，连搅拌装置都没有，只是通过炉底向上通入高压空气。

其实根本不存在什么火炮钢、枪管钢之类的东西，因为这些东西都是合金钢。制造枪管对钢材唯一要求的指标就是磷含量低，通常钢材中的磷含量应该小于0.015%，我国生产的制造枪管质量最好的钢材，磷含量可以低于0.007%，这个指标已经足够了，磷含量过多，钢材组织就会疏松、发脆，难以承受过大的压力。磷是钢中有害的杂质，现在生产的钢材中磷含量其实都是控制得很严格的，就连我们经常用的45号钢，在现代化的生产环节中，也不断的优化，把磷含量降到足够低，可以胜任枪管的制造。

当然45钢也有自己的缺点，就是锰含量比较低。后面我们再讲锰，继续讲普通钢。最早的钢铁是在中国生产的，古人把极薄的熟铁片叠在一起，用碳火加热，反复锤打，这样反复的过程，就产生了钢铁。看到这里，有人会说，这不就是铸剑的过程吗？没错！

长期以来，人们无法获得液态钢，只能依靠锻造、加热除去铁中的磷杂质，直接获得固态钢。

直到1740年，英国的亨茨曼利用耐高温材料制作坩埚，才让人类第一次获得了钢水，我们前面提到的钢坯才真正成为了人类文明中的存在。

人类最初炼钢的时候，主要就是用来做枪管、炮管的！用在其他领域，意义不大。

自1740年第一锅钢水从熔炉中出来以来，欧洲的冶金技术不断发展，直到130年后的1870年，德国克虏伯炼钢厂才研制出可以生产出巨大钢锭的巨型坩埚，这时才真正出现了用于制造大口径火炮的钢材。

这也是克虏伯大炮在19世纪享有盛誉的主要原因。

当然，克虏伯大炮当年所用的钢材，比我们今天所瞧不起的45号钢还要差。

可别小看它，正是因为使用了上述火炮，普鲁士才打败了法国，才有了德意志帝国的诞生。

克虏伯大炮虽然威力巨大，但是还是给清朝造成了两次失误，花费3万两白银购买的120毫米火炮，各有两门发生卡壳，炮弹都卡在了炮管里。

有人说德国人卖给清朝的大炮是假冒产品，W先生也同意这个观点，用今天的话来看，那绝对是假冒产品，制造大炮的钢材中锰含量太低，这样射击的时候炮管磨损会特别厉害。

克虏伯知道吗？当然知道，炮弹都是编号的，按照从小到大的顺序发射，但是清军炮兵没有文化，直接把大炮弹塞进去，结果卡壳了。

这个问题直到第一次世界大战前的二十年才真正得到解决，这就是我们前面提到的锰。

1882年，一位英国江湖骗子兼炼金术士将刚刚发现的元素锰添加到钢水中。这时他发现，当加入足够量的锰时，钢的耐磨性会大大增强。这个人叫罗伯特·哈德菲尔德，他炼制的钢被称为哈德菲尔德合金，俗称“锰钢”。当然，他也因这一成就成为大英帝国的一员。

最初这家伙用这种超耐磨钢制作电车轨道和车轮，经过五年的改进，在1887年申请了专利。头脑更加敏锐的克虏伯买下了这项专利的使用权，并用它制造了更耐磨的大炮。结果1905年以后生产的克虏伯大炮全部都是锰钢材质。其中就有大家熟悉的克虏伯75mm野战炮，还有大家津津乐道的88mm高射炮。

从此以后，火炮均采用锰钢制造，一百多年来配方始终不变。

随着第一门锰钢火炮——克虏伯75毫米野战炮的成功，世界列强开始效仿，不断将自己的火炮改用锰钢。

至于很多人说的用电弧炉炼钢来制造火炮，这个说法本身就不符合事实。

电弧炉只是现代炼钢设备中的一种，并不是特别高端的设备，只是将热源由燃烧焦炭转换为电能。不过电弧炉的产量并不大，主要用于精炼和二次冶炼，由于能耗高，产量低，所以主要用于冶炼较高等级的合金钢，如果直接用来冶炼锰钢就有些浪费了。

其中一个原因是德国Rh-120火炮的制造工艺误导了人们，这款德国坦克炮的炮管是采用电渣重熔技术制造的。

这项技术并不是炼钢的常用技术，生产罐体钢坯的设备也就这么大：

一炉只能生产一根枪管，加工时间和成本极高。当然，这里肯定有好处：

这种电渣重铸方法的优点是，可以让金属逐渐熔化、沉积、凝固成锭，在金属凝固过程中，可以创造有利的结晶方向，大大提高铸件的性能。这种生产方法简单来说就是制造单晶合金，通常用于制造航空发动机叶片。

坦克炮采用这种方式自然有优势，但不是必须的，只是德军进行有益尝试的一个特例而已。

现在的火炮大多不是这样炼的，所以钢用什么炉炼的无所谓，关键是看成分，高锰低磷的钢是适合做炮管的材料。

预告：下篇文章会给大家讲解钢坯是如何炼成“炮身管”的。